基于模糊控制的中央空调机组变流量节能控制研究与应用

摘要

进入21世纪以来，随着经济的飞速发展，各种类型的大型建筑和生产厂房不断涌现，建筑能耗也在不断地攀升，能源的需求也在日益增大，面对能源紧缺和能源浪费等系列问题，节能已经被提到了非常重要的位置。节能是一个世界性的课题。
　　 中央空调是现代大厦的一个标志，普遍在大厦中用于集中供冷和供热，创造一个舒适的环境，但是中央空调是能耗大户，约占建筑能耗中的50％，节能亟不可待。传统的中央空调机组采用定流量的控制方法，它的控制很简单，但是缺点是很明显的，第一、水流量的调节不是连续的，一般通过台数或三通阀来调节，容易造成过冷或过热现象；第二、电机的启动电流很大，容易造成水锤现象，而且波及电网，造成电网的扰动，对其他电气设备不利，对电机的寿命也是影响很大的；第三、定流量系统不是一个节能的系统。
　　 随着变频技术与控制技术的发展，变流量将取代定流量，得到广泛的应用。变频技术的成熟和变频器的量产，使得变频器在工业上得到广泛的应用，变频器对水泵的控制，可以实现节能、无级调速、电气保护，具有很好的控制效果和经济效益。智能控制是控制技术的发展新阶段，智能控制解决了经典控制和现代控制无法精确控制的问题。模糊控制是智能控制的一种，许多的实际应用表明，模糊控制非常适合于模型无法精确建立，又具有手动操作经验的系统，所以模糊控制能对中央空调冷却水系统进行精确的控制，从而取得良好的控制效果。
　　 结合广州某公司的冷却水系统改造项目，对冷却水系统的变流量控制进行可行性研究。根据系统设计的需求，采用变频器与模糊控制相结合，提出大温差技术，使用恒压恒温差调节方法，以温差和回水温度为控制参数，开发监控软件，设计一个符合要求的冷却水变流量节能系统，达到节能和稳定运行的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 中央空调发展现状

1.3 中央空调存在的问题

1.4 本文研究内容

1.5 本章小结

第二章 中央空调结构与节能原理

2.1 制冷原理

2.2 中央空调系统的工作原理

2.3 中央空调控制系统的特点

2.4 中央空调节能原理

2.4.1 中央空调变流量节能基本原理

2.4.2 变流量系统分类

2.4.3 水系统变流量原理

2.5 中央空调系统变流量系统的特点

2.6 中央空调系统变流量控制的发展

2.7 变频调速节能原理

2.8 中央冷却水变流量可行性研究

2.8.1 中央空调机组的变负荷运行能力

2.8.2 变流量水系统对水侧放热的影响

2.8.3 冷却水变流量对系统性能的影响

2.9 大温差技术

2.9.1 冷却水大温差对制冷机的影响

2.9.2 冷却水大温差对冷却塔的影响

2.10 冷却水系统变流量控制方法

2.11 本章小结

第三章 模糊控制器

3.1 模糊控制的发展与应用

3.2 模糊控制系统

3.2.1 模糊控制系统组成

3.2.2 模糊控制系统的特点

3.3 模糊控制器

3.3.1 模糊控制器的组成

3.3.2 模糊控制器的结构

3.3.3 模糊控制器的设计要求

3.4 温度模糊控制器的设计

3.4.1 模糊控制器的结构选择

3.4.2 输入/输出变量的选取和量化

3.4.3 输入/输出变量的模糊化

3.4.4 模糊控制规则库的设计

3.4.5 模糊推理与模糊输出量的确定

3.4.6 模糊控制表

3.5 本章小结

第四章 系统方案实施

4.1 系统设计的需求分析

4.1.1 系统改造原则

4.1.2 系统设计要求

4.2 系统功能

4.3 中央空调冷却水系统电气结构

4.4 系统控制硬件

4.4.1 PLC控制器FX2N-64MR-001

4.4.2 模拟输入模块FX2N-4AD-PT

4.4.3 模拟输入输出模块FXon-3A

4.4.4 Siemens MicroMaster430变频器

4.5 软件结构与程序设计

4.5.1 PLC控制程序设计

4.5.2 监控软件设计

4.6 方案运行效果

4.7 本章小结

总结

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢